Giải pháp xử lý nước siêu tinh khiết cho dược phẩm, điện tử

 - Điện thẩm tách (EDI) là phương pháp tách điện hóa học, trong đó các ion được vận chuyển qua màng trao đổi ion từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao hơn, dưới tác dụng của dòng điện một chiều (DC).

 - Cốt lõi của phương pháp này là màng lọc ion trên cơ sở nhựa trao đổi ion được đổ khuôn, tạo thành tấm màng mỏng. Mảng trao đổi ion cho phép những ion mang điện tích dương như là ion Na+, K+ đi qua, gọi là màng cation. Màng trao đổi ion cho phép những ion mang điện tích âm như ion Cl-, SO42- đi qua, gọi là màng anion.
 

 - Các mô đun máy điện thẩm tách sản xuất ra nước siêu tinh khiết có điện trở kháng trên 15 MW/cm, và khi cần thiết có thể sản xuất ra nước siêu tinh khiết có điện trở kháng lên tới 18,2 MW.cm, tương ứng điện trở suất 0,06 - 0.1 μs

 - Các ngành công nghiệp đặc trưng  sử dụng nước siêu sạch gồm:

  + Vi điện tử và sản phẩm bán dẫn

  + Các ngành công nghiệp dược và y sinh

  + Sản phẩm hóa chất

  + Cấp nước cho nồi hơi áp lực cao như là các nồi hơi nhà máy điện.

 - Đến nay, thiết bị điện thẩm tách đã được ứng dụng tại: Trung tâm y tế huyện Đông Sơn (Thanh Hóa), Trung tâm y tế huyện Kim Sơn (Ninh Bình), Trạm y tế xã Nam Cường (Thái Bình)... để xử lý nước nhiễm mặn. Còn các gia đình tại huyện Thanh Trì, Hà Nội sử dụng thiết bị này để xử lý nước nhiễm Arsen và các hợp chất nitơ. Qua hai năm sử dụng, kết quả cho thấy: các thiết bị ED xử lý nước nhiễm mặn loại bỏ được 65,5% - 73% muối, 83% - 98% độ cứng và 66-80% TDS từ nguồn nước nhiễm mặn. Các thiết bị ED xử lý nước nhiễm arsen và ni tơ loại bỏ trung bình: 95% NH4+, 80% arsen, 55% TDS từ nguồn nước ô nhiễm.

Chất lượng của nước nguồn và điều kiện vận hành khác ảnh hưởng rất lớn đến thành công của hệ thống lọc EDI và có thể dẫn đến nguy hiểm không thể khôi phục được cho các

Mô-đun. Chính vì vậy chất lượng nước đầu vào cần phải kiểm soát hết sức nghiêm ngặt mỗi yêu cầu sau đây đáp ứng vận hành bình thường và tính hợp lệ của việc bảo hành.

Tiền xử lý: RO thường là ý tưởng cho việc xử lý nước đầu vào của hệ thống lọc điện thẩm tách EDI. Tiền xử lý khác có thể sử dụng tuy nhiên nước đầu vào yêu cầu cần phải kiểm tra để đa]s ứng được các nhu cầu tối thiểu sau:

Nhiệt độ: 5 - 350C.

Độ cứng toàn phần (tính theo CaCO3): Tối đa 10 ppm. Khuyến cáo <3ppm.

Chất hữu cơ: tối đa 0.5ppm TOC. Khuyến cáo<0.1ppm

Độ ô xy hóa: Tối đa 0.05ppm (Cl­2). Khuyến cáo: Không phát hiện được. Tối đa 0.02ppm (03). Khuyến cáo: Không phát hiện được.

Những kim loại chuyển hóa: tối đa 0.01ppm cho tổng sắt (Fe) và mangan (Mn).

Silic: Tối đa 0.5ppm

Tổng CO2­: Khuyến cáo <5ppm

Áp lực đầu vào: Tối đa - 4 bar (60 psi); tối thiểu - 1.5 bar (25 psi)

Áp lực đầu ra: Nước đặc sẽ thấp hơn áp lực ra nước thành phẩm. Đầu ra điện cực cần phải thoát ra đường thải và áp suất trực tiếp để loại bỏ khí được sinh ra trong mô-đunmáy lọc điện thẩm tách EDI.

TEA (Tổng số Anion có thể trao đổi, tính theo CaCO3): <35 ppm.

Tổng trao đổi Anion (TEA) bao gồm tất cả Anion như sau: CO2 SiO­2 và Boron. Các loại chất bị ion hóa yếu này sẽ bị loại bỏ từ buồng nước loãng của máy lọc điện thẩm tách EDI dưới dạng HCO3-, CO32-, HSiO3-, SiO32- và B(OH)4-.

Độ dẫn: <60 mS/cm

Chất rắn lơ lửng: Không phát hiện được, SDI<1

Vi khuẩn: <100cfu/ml.

 - Màng cation chứa nhóm điện tích âm như là sulfonate. Màng anion chứa nhóm liên kết điện tích âm như hỗn hợp ammonium bậc bốn. Kết quả là mạng lưới điện tích dương hút các anion và đẩy các cation. Điện thế DC trở thành động lực để vận chuyển ion đi qua màng. Lúc này, màng trở thành "hàng rào" ngăn cản những ion mang điện tích trái dấu.

 - Những anion di chuyển đến anode sẽ đi qua màng anion cận kề và bị đứng lại bởi màng cation đầu tiên mà chúng gặp. Những cation cố gắng di chuyển đến cathode sẽ đi qua màng cation nhưng bị đứng lại bởi màng anion.

 - Khi Mô-đun EDI trong điều kiện làm việc, giá trị pH trên bề mặt của màng anion đặc biệt ở các cổng đóng về phía ra buồng nước loãng thường rất cao và bởi nguyên nhân này, đóng cặn độ cứng trên bề mặt các màng ion âm có thể xuất hiện lỗi cho việc vận hành của máy điện thẩm tách EDI, vấn đề này sẽ được giải quyết thành công bởi công nghệ lọc điện thẩm tách EDI của hãng CPS như được cảnh báo sớm hơn, tuy nhiên việc kiểm soát độ cứng vẫn là sự quan tâm chính trong việc vận hành máy lọc EDI. Khi độ cứng cao hơn 3ppm, biện pháp đặc biệt  phải được sử dụng để đảm bảo vận hành dài lâu.

 - Máy lọc điện thẩm tách EDI chạy liên tục và dễ dàng tự động

 - Máy lọc điện thẩm tách EDI qui trình lọc cung cấp nước chất lượng ổn định

 - Máy lọc điện thẩm tách EDI tiêu hao ít năng lượng

 - Máy lọc điện thẩm tách EDI nhỏ gọn hơn so với máy lọc trao đổi ion hỗn hợp - Mix bed

 - Máy lọc điện thẩm tách EDI chi phí vận hành thấp hơn so với máy lọc trao  đổi ion hỗn hợp.

 - Máy lọc điện thẩm tách EDI có qui trình lọc không cần hóa chất hoàn nguyên

 - Máy lọc điện thẩm tách EDI không yêu cầu phải tắt máy để hoàn nguyên

 - Máy lọc điện thẩm tách EDI có qui trình lọc không tạo ra nước thải và thân thiện hơn với môi trường

 - Máy lọc điện thẩm tách EDI nước cô đặc và nước chảy ra từ điện cực của máy EDI có thể tái sử dụng